目录

第1章绪论1

本章导读1

1.1计算机的基本概念1

1.1.1图灵机和冯·诺依曼计算机1

1.1.2计算机的定义4

1.1.3计算机的硬件组成4

1.1.4计算机的软件组成5

1.2计算机的分类6

1.3计算机的发展历史8

1.3.1机械计算器的发展8

1.3.2机电计算机的演变8

1.3.3电子计算机的发明9

1.3.4现代计算机的发展历程11

1.4我国计算机的发展历史13

1.5计算机的应用领域17

1.5.1科学计算17

1.5.2信息管理17

1.5.3辅助技术18

1.5.4过程控制18

1.5.5人工智能18

1.5.6网络应用19

1.5.7多媒体与娱乐20

1.5.8其他应用领域20

1.6“计算机科学与技术”专业课程体系21

1.7小结22

习题23

第2章数据表示24

本章导读24

2.1数据表示概述24

2.2数制及其相互转换25

2.2.1数制25

2.2.2数制的表示26

2.2.3基数与位权26

2.2.4数制的相互转换27

2.3整数的表示方法29

2.3.1无符号数和有符号数29

2.3.2数据的补码表示形式30

2.4实数的表示方法31

2.4.1浮点表示法31

2.4.2IEEE 754标准31

2.5小结33

习题33

第3章数据存储34

本章导读34

3.1数据存储概述34

3.2存储文本35

3.2.1ASCII码35

3.2.2汉字编码36

3.2.3Unicode编码39

3.3存储音频40

3.3.1采样40

3.3.2量化40

3.3.3编码40

3.4存储图像41

3.4.1图像的基本概念41

3.4.2点阵显示41

3.4.3矢量显示41

3.5存储视频43

3.6小结44

习题44

目录〖3〗第4章数据运算45

本章导读45

4.1数据运算概述45

4.2算术运算46

4.2.1整数的算术运算46

4.2.2浮点数的算术运算47

4.3逻辑运算50

4.4移位运算52

4.4.1逻辑移位52

4.4.2循环移位52

4.4.3算术移位52

4.5小结53

习题53

第5章C语言简介54

本章导读54

5.1编程语言概述54

5.1.1编程语言的发展历史54

5.1.2编程语言的分类56

5.2C语言概述56

5.2.1C语言的发展历史56

5.2.2C语言的特点57

5.2.3C语言程序的简单示例57

5.2.4C语言程序的基本语法组成58

5.3数据类型59

5.3.1数据类型概述59

5.3.2整型60

5.3.3浮点型61

5.3.4字符型61

5.3.5数组类型62

5.3.6指针类型64

5.3.7枚举类型66

5.3.8结构体与共用体67

5.3.9空类型71

5.4运算符与表达式71

5.4.1算术运算符72

5.4.2关系运算符72

5.4.3逻辑运算符73

5.4.4位运算符73

5.4.5赋值运算符73

5.4.6条件运算符74

5.4.7逗号运算符74

5.4.8自增、自减运算符74

5.4.9其他运算符75

5.4.10运算符的优先级75

5.5语句76

5.5.1表达式语句76

5.5.2控制语句77

5.5.3复合语句84

5.5.4空语句84

5.5.5函数调用语句84

5.5.6语句的嵌套85

5.6函数87

5.6.1函数的基本语法87

5.6.2函数的分类89

5.7编程语言的发展趋势及挑战89

5.7.1发展趋势89

5.7.2面临的挑战90

5.8C语言程序结构90

5.9小结91

习题91

第6章计算机组成原理92

本章导读92

6.1计算机系统概述92

6.1.1计算机硬件系统简介92

6.1.2计算机软件系统简介93

6.1.3计算机组成与计算机体系结构93

6.2计算机硬件结构94

6.2.1计算机硬件框图94

6.2.2存储器概述95

6.2.3中央处理器概述98

6.2.4输入输出系统概述100

6.2.5计算机总线概述101

6.3计算机硬件的发展历史103

6.3.1存储器的发展历史103

6.3.2CPU的发展历史103

6.3.3输入输出设备的发展历史103

6.4程序在计算机硬件上的运行过程104

6.4.1简单计算机概述104

6.4.2简单计算机的指令系统105

6.4.3简单计算机上执行顺序结构程序107

6.4.4选择与循环结构程序在硬件上的执行112

6.5计算机体系结构的发展趋势及挑战性问题114

6.5.1计算机体系结构的发展趋势114

6.5.2计算机体系结构面临的挑战性问题115

6.6小结116

习题116

第7章数据结构与算法117

本章导读117

7.1数据结构和算法的发展历史117

7.1.1数据结构的发展历史117

7.1.2算法的发展历史118

7.2数据结构和算法概述119

7.2.1数据结构的基本概念119

7.2.2算法的基本概念121

7.2.3数据结构与算法的关系122

7.3常见数据结构及应用122

7.3.1数组及应用122

7.3.2链表及应用123

7.3.3栈及应用124

7.3.4队列及应用125

7.3.5散列表及应用126

7.3.6树及应用128

7.3.7图及应用131

7.4常见算法及应用134

7.4.1排序算法及应用134

7.4.2哈夫曼树及应用135

7.4.3最小生成树及应用137

7.5数据结构和算法的发展趋势及挑战性问题138

7.5.1数据结构和算法的发展趋势138

7.5.2数据结构和算法的挑战性问题139

7.6小结139

习题139

第8章操作系统140

本章导读140

8.1操作系统概述140

8.1.1什么是操作系统141

8.1.2操作系统的特征141

8.1.3操作系统的分类142

8.1.4操作系统相关概念143

8.2操作系统的发展历史144

8.2.1手工操作方式144

8.2.2脱机输入系统145

8.2.3批处理操作系统145

8.2.4分时/实时操作系统145

8.2.5现代操作系统146

8.3操作系统的主要功能147

8.3.1进程管理147

8.3.2内存管理148

8.3.3设备管理150

8.3.4文件管理151

8.4从启动到执行: 操作系统如何工作153

8.4.1计算机的启动过程153

8.4.2操作系统的工作原理153

8.5操作系统的发展趋势及挑战性问题156

8.5.1操作系统的发展趋势156

8.5.2操作系统面临的挑战性问题156

8.6小结157

习题157

第9章计算机网络158

本章导读158

9.1计算机网络历史158

9.1.1计算机网络的发展历史158

9.1.2中国计算机网络的发展历史159

9.2计算机网络概述160

9.2.1计算机网络全貌160

9.2.2计算机网络基本概念161

9.2.3计算机网络组成162

9.2.4计算机网络体系结构162

9.2.5OSI参考模型与TCP/IP模型163

9.3OSI参考模型概述164

9.3.1物理层164

9.3.2数据链路层167

9.3.3网络层168

9.3.4传输层170

9.3.5应用层172

9.4计算机网络是如何运行的173

9.4.1生成HTTP请求消息173

9.4.2向DNS服务器查询Web服务器的IP地址173

9.4.3全世界DNS服务器接力域名解析174

9.4.4委托协议栈发送消息175

9.5计算机网络的发展趋势及挑战性问题176

9.5.1计算机网络的发展趋势176

9.5.2计算机网络面临的挑战性问题176

9.6小结177

习题178

第10章人工智能179

本章导读179

10.1人工智能概述179

10.1.1人工智能的定义179

10.1.2人工智能的研究流派180

10.2人工智能的发展历史182

10.3人工智能研究方法186

10.3.1知识表示186

10.3.2推理187

10.3.3知识图谱187

10.3.4专家系统188

10.3.5机器学习189

10.3.6智能优化190

10.3.7神经网络与深度学习191

10.4人工智能应用领域192

10.4.1计算机视觉192

10.4.2语音识别193

10.4.3自然语言处理193

10.4.4自动驾驶汽车194

10.4.5智能机器人195

10.5人工智能的发展趋势及挑战性问题196

10.5.1人工智能的发展趋势196

10.5.2人工智能面临的挑战性问题196

10.6小结197

习题197

参考文献198